DE2456398A1 - METHOD FOR PREVENTING EXPLOSIONS DURING THE OPERATION OF HEATING AND COOLING MIXER COMBINATIONS FOR THE PROCESSING OF THERMOPLASTIC PLASTICS AND DEVICE FOR PERFORMING THE PROCESS - Google Patents
METHOD FOR PREVENTING EXPLOSIONS DURING THE OPERATION OF HEATING AND COOLING MIXER COMBINATIONS FOR THE PROCESSING OF THERMOPLASTIC PLASTICS AND DEVICE FOR PERFORMING THE PROCESSInfo
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Description
RHEINSTAHL ^ 'RHEINSTAHL ^ '
Aktiengesellschaft 35 Kassel,Aktiengesellschaft 35 Kassel,
PK 275β PSRP/Fr/käPK 275β PSRP / Fr / kä
Yerfahren zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb von Heiz- und Kühlmischerkoabinationen zur Aufbereitung von thermoplastischen Kunststoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Methods to Prevent Explosions in the operation of heating and cooling mixer combinations for processing thermoplastics Plastics and device for carrying out the process.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb von Heizmischern zur Aufbereitung von Polyvinylchlorid (PVC) und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for preventing explosions in the operation of heating mixers for the preparation of polyvinyl chloride (PVC) and a device for implementation of the procedure.
Beim Aufbereiten von. PVC in Heiz- und Kühlmischerkombinationen ist es ganz vereinzelt zu Explosionen im Kühlmischer gekommen, die entweder im Augenblick des EinfHeßens des im Heizmischer aufbereiteten Mischgutes'in den Kühlmischer oder beim Entleeren des Kühlmischers stattfanden.When processing. PVC in heating and cooling mixer combinations there have been isolated explosions in the cooling mixer, which either at the moment of the inclusion of the in the heating mixer processed mix 'took place in the cooling mixer or when emptying the cooling mixer.
Für das Zustandekommen von Explosionen ist Voraussetzung, daß ein zündfähiges Gas-Luftgemisch und eine Zündquelle vorhanden ist.The prerequisite for explosions to occur is that there is an ignitable gas-air mixture and an ignition source is.
Das Entstehen eines zündfähigen Gas-Luftgemisches erklärt sich im vorliegenden Fall so, daß während der Erwärmung des PVC-PuI-vers im Heizmischer*von Raumtemperatur auf ca. 110-130 ° C Restmonomere freiwerden und sich somit im freien Innenraum des Heizmischers ein Gas-Luftgemisch bildet. Für das freiwerdende Gas (Chloräthen, CH = CHCL) liegen bei 20 ° C und 760 Torr die untere Explosionsgrenze bei 3» 8 Vol.-94 und die obere Explosionsgrenze bei 29,3 V0I.-36. Aus Messungen während der Aufbereitung de,s PVC im Heizmischer ist bekannt, daß die vorstehend genannte untere Explosionsgrenze bereits vor Erreichen der Aufbereitungs-Endtemperatur von IIÖ-13O ° C erreicht und überschritten werden kann* ' -The creation of an ignitable gas-air mixture can be explained in the present case in such a way that during the heating of the PVC-PuI-vers in the heating mixer * from room temperature to approx. 110-130 ° C Residual monomers are released and are thus in the free interior of the Heating mixer forms a gas-air mixture. For the released gas (chloroethene, CH = CHCL) are at 20 ° C and 760 Torr lower explosion limit at 3 »8 Vol.-94 and the upper explosion limit at 29.3 V0I.-36. From measurements during processing de, s PVC in the heating mixer is known that the above lower explosion limit before reaching the final processing temperature from IIÖ-130 ° C can be reached and exceeded * '-
'609824/0374'609824/0374
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Beim Entleeren des Heizmischers ^urch den bodenseitig angeordneten Auelauf in den nachgeschalteten Kühlmischer wird das im Heizmischer entstandene Gas-Luftgemisch mit der Luft aus dem Innenraum des Kühlmischers vermischt, so daß die untere Explosionsgrenze wieder unterschritten wird. Falls nun während des Entleerens des Heizmischers eine wirksame Zündquelle vorhanden ist, kann es zu einer Explosion kommen. Hinsichtlich der Zündquellen lassen sich mechanisch erzeugte Funken im Bereich des Auslaufes durch sorgfältige Gestaltung des Auslaufverschlusses vermeiden, während sich die Funkenbildung durch elektrostatische Entladungen im ausfließenden Mischgut kaum beeinflussen lassen.When emptying the heating mixer ^ through the one arranged at the bottom The gas-air mixture created in the heating mixer flows into the downstream cooling mixer with the air from the Mixed interior of the cooling mixer, so that the lower explosion limit is fallen below again. If now during an effective ignition source is present before emptying the heating mixer an explosion may occur. With regard to the ignition sources, mechanically generated sparks can be detected in the area of the Avoid leakage by carefully designing the leakage cap, while sparking is caused by electrostatic Do not allow discharges in the flowing mix to be influenced.
Die Gefahr einer Explosion im Kühlmischer beim Entleeren des Heizmischers in den Kühlmischer ist jedoch auf eine ganz kurze Zeitspanne begrenzt, da die Luftzumischung zu dem Gas-Luftgemisch fast augenblicklich erfolgt und somit die untere Zündgrenze schnell unterschritten wird.However, the risk of an explosion in the cooling mixer when emptying the heating mixer into the cooling mixer is very short Period of time is limited, since the air admixture to the gas-air mixture takes place almost instantaneously and thus the lower ignition limit is quickly fallen below.
Mit fortschreitender Betriebsdauer der Heiz- und Kühlmischerkombination verschiebt sich der Zeitpunkt einer möglichen Explosion vom Zeitpunkt der Entleerung des Heizmischers auf den Zeitpunkt der Entleerung des Kühlmischers, da die Gaskonzentration im freien Innenraum des Kühlmischers von Charge zu Charge zunimmt und somit auch im Kühlmischer die untere Explosionsgrenze von 3»8 Vol.-S überschritten wird, wobei es nach längerer Betriebezeit auch zu einem Überschreiten der oberen Explosionsgrenze von 29,3 Vol.-56 kommt. Beim Öffnen des Auelaufes am Kühlmischer kann also im Auslaufbereich durch den Zutritt von Luft ein zündfähiges Gas-Luftgemisch entstehen, das explodiert, sofern eine wirksame Zündquelle in diesem Bereich vorhanden ist.As the operating time of the heating and cooling mixer combination progresses the time of a possible explosion shifts from the time the heating mixer is emptied to the Time at which the cooling mixer is emptied, as the gas concentration in the free interior space of the cooling mixer varies from batch to batch increases and thus also in the cooling mixer the lower explosion limit of 3 »8 vol.-S is exceeded, whereby it is longer Operating time also leads to the upper explosion limit of 29.3 vol. -56 being exceeded. When opening the flow on the cooling mixer an ignitable gas-air mixture can arise in the outlet area through the entry of air, which explodes if an effective ignition source is present in this area.
Der Erfindung von daher liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu entwickeln, mit dem sich Explosionen in Heizmischern der eingangs genannten Art verhindern lasten.The invention is therefore based on the object of a method to develop, with the burden of preventing explosions in heating mixers of the type mentioned above.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß im Heizmischer während der Aufbereitung des Mischgutes der Luftdruck auf etwa 500 bis 250 Torr vermindert und gleichzeitig mit einemThis object is achieved according to the invention in that in the heating mixer During the preparation of the mixed material, the air pressure is reduced to about 500 to 250 Torr and at the same time with a
»Durchsatzvolumen je Minute von etwa'dem 3 his 5-fachen des freien Luftvolumens des Heizmischers Frischluft durch das im Umlauf befindliche Mischgut hindurchgesaugt wird.»Throughput volume per minute of about 3 to 5 times the free one Air volume of the heating mixer fresh air is sucked through the mixture in circulation.
In einer bekannten Heiz- und"Kühlmischerkombination, bestehend aus einem mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen ein- oder doppelwandigen und mit einem verschließbaren Auslauf versehenen Behälter mit bodenseitig angeordneten, mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu kO m/sec. antreibbaren Werkzeugen als Heizmischer und einem nachgeschalteten räumlich tiefer angeordneten doppelwandigen mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen Behälter mit bodenseitig angeordneten langsamlaufenden Werkzeug U1Ud verschließbaren Auslauf als Kühlmischer ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der Deckel des Heizmischers eine Luftaustrittsöffnung aufweist, an die unter Zwischenschaltung von einem oder mehreren Staubabscheidern eine Saugpumpe angeschlossen ist und daß am Behälterboden eine Lufteintrittsöffnung angeordnet ist, die über eine Verbindungsleitung und eine einstellbare Drossel mit der Außenluft verbunden ist. Eine einfache und betriebssichere Form der am Behälterboden anzuordnenden Lufteintrittsöffnung besteht in weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die oberste Lippendichtung des Dichtungssatzes zur Abdichtung der durch den Behälterboden hindurchgeführten Antriebswelle für die bodenseitig angeordneten rotierenden Werkzeuge mit ihrer Dichtlippe zum Behälterinnenraum hinweist und der unter dieser Lippendichtung liegende freie Ringraum über eine Verbindungsleitung und eine einstellbare Drossel mit der Außenluft verbunden ist, wobei der Ringspalt zwischen der Antriebswelle und der sich bei Unterdruck im Heizmischer geringfügig von der Antriebswelle abhebenden Dichtlippe als Lufteintrittsöffnung dient.In a known heating and cooling mixer combination, consisting of a standing, cylindrical, single or double-walled container with a closable spout that can be closed with a lid, with tools as a heating mixer that can be driven at circumferential speeds of up to kO m / sec arranged double-walled with a lid closable standing cylindrical container with a low-speed tool U 1 Ud closable outlet as a cooling mixer is provided for carrying out the method according to the invention that the lid of the heating mixer has an air outlet opening to which a suction pump is connected with the interposition of one or more dust separators and in that an air inlet opening is arranged at the container bottom, which is connected via a connecting line and an adjustable throttle with the outside air. a simple and reliable form of In a further embodiment of the device for carrying out the method according to the invention, the air inlet opening to be arranged on the container bottom is that the top lip seal of the sealing set for sealing the drive shaft for the rotating tools arranged on the bottom points with its sealing lip to the container interior and the free one below this lip seal Annular space is connected to the outside air via a connecting line and an adjustable throttle, the annular gap between the drive shaft and the sealing lip, which lifts slightly from the drive shaft when there is negative pressure in the heating mixer, serves as an air inlet opening.
bü§824/0 3 74 ' A bü§824 / 0 3 74 ' A
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Das erfindungsgemäße Verfahren vird anhand eines in der Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert.The method according to the invention is based on one in the drawing Simplified illustrated embodiment of a device for performing the method explained in more detail.
Lh zeigenShow lh
Fig. 1 die Anordnung eines Heizmischers mit Filter- und Absaugeinrichtung,1 shows the arrangement of a heating mixer with filter and suction device,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Wellenabdichtung2 shows a section through a shaft seal
mit Luftzuführung als Einzelheit A aus Fig. 1.with air supply as detail A from FIG. 1.
Räumlich oberhalb eines (nichtgezeichneten) Kühlmischers befindet sich der verschließbare Auslauf 1 des Heizmischers 2, dessen bodenseitig angeordnetes Werkzeug 3 von einem Antriebsmotor k über einen im gemeinsamen Maschinenrahmen 5 untergebrachten (nicht dargestellten) Riementrieb mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu ^O m/sec angetrieben wird - Auf dem Deckel 2a des Heizmischers 2 ist ein verschließbarer Beschickungstrichter 7 angeordnet, über dessen Absperrventil 6 der Heizmischer 2 chargenweise mit dem aufzubereitenden Kunststoff, wie z. B. PVC-Pulver, beschickt wird.Spatially above a (not shown) cooling mixer is the closable outlet 1 of the heating mixer 2, the bottom-side tool 3 of which is driven by a drive motor k via a belt drive (not shown) housed in the common machine frame 5 at peripheral speeds of up to 0 m / sec - On the lid 2a of the heating mixer 2, a closable feed hopper 7 is arranged, via the shut-off valve 6 of the heating mixer 2 in batches with the plastic to be processed, such as. B. PVC powder is charged.
Am Deckel 2a befindet sich außerdem eine Luftaustrittsöffnung 8, an die über Verbindungsleitungen 9» 10, 11 und 12 mit dazwischengeschaltetera Staubabscheider 13 und diesem nachgeschalteten Zyklon-Staubabscheider l4 eine Saugpumpe 15 innerhalb einer Vakuum-Kompaktanlage angeschlossen ist.An air outlet opening 8 is also located on the cover 2a via connecting lines 9 »10, 11 and 12 with interposed a Dust separator 13 and this downstream cyclone dust separator l4 a suction pump 15 within a compact vacuum system connected.
Am Boden des Heizmischers 2 befindet sich eine Lufteintrittsbffnung l6, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 aus dem sich bei Unterdruck im Heizmischer öffnenden Ringspalt zwischen der zum Behälterinnenraum hin gerichteten Lippe der oberen Lippendichtung 20 und der Antriebswelle Ja besteht. Der Ringraum 21 unterhalb der Lippendichtung 20 ist über Bohrungen 22» 23i die Verbindungsleitung 17 und eine einstellbare Drossel 18 mit der Außenluft verbunden. At the bottom of the heating mixer 2 there is an air inlet opening l6 which, in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, consists of the annular gap between the lip of the upper lip seal 20 and the drive shaft Ja that opens when there is negative pressure in the heating mixer. The annular space 21 below the lip seal 20 is connected to the outside air via bores 22 »23i, the connecting line 17 and an adjustable throttle 18.
Während der Aufbereitung des PVC im Heizmischer wird das eingefüllte Mischgut von Raumtemperatur auf etwa 110 - 130 C aufgeheizt. Das mit zunehmender Temperatur intensiver werdende Freiwerden vonDuring the preparation of the PVC in the heating mixer, the filled in Mixture heated from room temperature to around 110 - 130 C. The release of, which becomes more intense with increasing temperature
.609824/0374* " . ' . 5 ..609824 / 0374 * ". '. 5 .
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Reetmonomeren wird durch-eine Verminderung des Luftdrucks im Heizmischer auf etwa 500 bis 250 Torr wesentlich beschleunigt. Durch Ansaugen von Luft vom Behälterboden her durch das in Form einer Trombe umlaufende Mischgut hindurch mit Luftmengen je Minute, die dem 3-5-fachen freien, also nicht vom Mischgut ausgefüllten Volumen des Heizmischers entsprechen, werden dl· freiwerdenden Restmonomere mit einem intensiven Luftstrom verdünnt und aus dem Heizmischer abgeführt.Reetmonomere is achieved by reducing the air pressure in the Heating mixer accelerated significantly to around 500 to 250 Torr. By sucking in air from the bottom of the container through the in the form Mixing material circulating in a vortex with air quantities per minute that is 3-5 times the amount of free air, i.e. not from the mix correspond to the filled volume of the heating mixer, the residual monomers released are diluted with an intensive stream of air and discharged from the heating mixer.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß die untere Explosionsgrenze des Restmonomer-Luftgemischs im Heizmischer auch bei großen Anteilen von Restmonomeren im aufzubereitenden PVC jederzeit unterschritten bleibt.The advantage achieved by the invention is that the The lower explosion limit of the residual monomer-air mixture in the heating mixer remains undercut at all times, even with large proportions of residual monomers in the PVC to be processed.
fiü 9824/0 374for 9824/0 374
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHN | Withdrawal |